Nguyên Tắc Sử Dụng Vật Liệu Tổng Hợp

- Cần khắc phục tính ì tâm lý, quen nhìn đối tượng chỉ một trạng thái nào đó hay bắt gặp.

- Việc sử dụng các trạng thái khác nhau của đối tượng chính là sự thể hiện cụ thể của "khai thác các nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng".

Ứng dụng trong tin học:

- Các đối tượng trong phần mềm ứng dụng có thể tự thay đổi các dịch vụ mà nó cung cấp theo sự thay đổi giá trị thuộc tính của nó. Điều này giúp cho đối tượng có thể tự đóng nhiều vai trò hơn trong ứng dụng. Ví dụ như khi diệt virus, khi phát hiện thấy virus, sẽ có bảng các tùy chọn các thông số tùy người dùng chọn để có hướng xử lý: nhập số 1: Delete; nhập số 2: Delete All; nhập số 3: Ignore; nhập số 4: Exit.

36. Nguyên tắc sử dụng chuyển pha

Nội dung:

- Sử dụng các hiện tượng, nảy sinh trong các quá trình chuyển pha như thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lượng …

Nhận xét:

- Từ "pha" cần hiểu nghiã rộng như "trạng thái" trong nguyên tắc 35_Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng. Nguyên tắc này khác với nguyên tắc 35 là không sử dụng hoặc "pha" này hoặc "pha" kia, mà sử dụng những hiệu ứng nảy sinh chính vào lúc chuyển pha, thường là những hiệu ứng mang tính nhảy vọt.

Có thể bạn quan tâm!

Xem toàn bộ 77 trang tài liệu này.

- "Sử dụng chuyển pha" cũng là một cách cụ thể hoá việc " sử dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng". Ứng dụng trong tin học:

- Trong máy tính quạt gió làm mát CPU được hoạt động theo nguyên tắc này. Khi nhiệt độ tăng lên quạt sẽ hoạt động, khi nhiệt độ giảm đến mức an toàn quạt sẽ tạm thời ngưng hoạt động

- Nguyên tắc này được sử dụng trong lập trình thông qua cơ chế “phủ lấp” (overlay), nghĩa là một vùng nhớ được sử dụng chung cho nhiều đoạn mã lệnh (code) khác nhau, các đoạn code này được nạp vào bộ nhớ khi cần

- Nguyên tắc này cũng được sử dụng trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu: Với cơ sở dữ liệu thông thường thì hệ quản trị cơ sở dữ liệu sẽ nạp tất cả vào bộ nhớ để thực hiện nhưng với hệ cơ sở dữ liệu lớn thì chỉ nạp một phần vào bộ nhớ để xử lý và khi thực hiện xong sẽ nạp tiếp phần tiếp theo để xử lý tiếp.

37. Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt

Nội dung :

- Sử dụng sự nở hay co nhiệt của các vật liệu

- Nếu đã sử dụng nở nhiệt, sử dụng vài vật liệu có các hệ số nở

nhiệt khác nhau.

Nhận xét:

- Nguyên tắc này liên quan đến việc sử dụng các kiến thức cụ thể liên quan đến những hiệu ứng nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. Cần chú ý khai thác các nguồn tạo nhiệt hoặc hấp thu nhiệt có sẵn trong môi trường xung quanh như ánh sáng mặt trời, nhiệt độ môi trường.....

- Sự nở (hay co) nhiệt tạo nên sự thống nhất mới giữa các mặt đối lập như: ngắn và dài, thẳng và cong, nóng và lạnh......Nên sử dụng kết hợp những vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. Việc kết hợp này có thể làm tăng hiệu quả hoặc có được những tính chất mới.

Ứng dụng trong tin học:

- Vật liệu nhựa dùng trong các thiết bị máy tính là vật liệu nhựa tổng hợp và phải qua xử lý kiểm tra sự nở nhiệt (giảm bớt tình trạng khi máy hoạt động nóng thì dẫn đến “vật liêu nhựa giòn, nứt, chảy”…..)

- Nguyên tắc này được sử dụng trong việc thiết kế các rờle, các thanh lưỡng kim có hệ số giãn nở khác nhau để thiết kế các thiết bị ngắt mạch tự động khi có sự cố.

38. Nguyên tắc sử dụng các chất Oxy hóa

Nội dung:

- Thay không khí thường bằng không khí giàu Oxy.

- Thay không khí giàu Oxy bằng chính Oxy.

- Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc oxy.

- Thay oxy giàu Ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn.

Nhận xét:

- Ôxy rất cần cho sự cháy, nổ, thực hiện các phản ứng cần thiết, cho sự sống, thường được dùng để 1- Làm các quá trình xảy ra nhanh hơn, 2- Tạo các lớp ôxít bảo vệ, 3- Cải tạo môi trường bị ô nhiễm.

Ứng dụng trong tin học:

- Các thiết bị y tế, các bình nén chứa ôxy

39. Nguyên tắc sử dụng môi trường trơ

Nội dung:

- Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hòa.

- Dưa thêm vào đối tượng các phần, các chất phụ gia trung hòa…

- Thực hiện quá trình trong chân không.

Nhận xét:

- Nguyên tắc này có phần ngược với nguyên tắc 38_Sử dụng các chất ôxy hóa mạnh, được sử dụng để tránh nhũng quá trình ôxy hóa không mong muốn.

- Việc sử dụng các chất phụ gia (chất độn) không làm ảnh hưởng xấu, ngược lại bổ sung thêm cho hoạt động của đối tượng. Sử dụng các chất phụ gia thích hợp, sẽ thêm được những tính chất mới, so với việc không dùng chất phụ gia.

- Môi trường chân không là môi trường có nhiều ưu điểm như: rất

sạch, cách nhiệt, cách điện rất tốt, tạo được lực hút mạnh..... Việc

“Thay đổi độ trơ" có thể dùng để giải quyết các mâu thuẫn như ít

mà nhiều, nhỏ mà lớn...

Ứng dụng trong tin học:

- Công nghệ Java được xây dựng dựa trên nguyên tắc này: Các ứng dụng được xây dựng dựa trên công nghệ Java có tính chất độp lập nền làm tăng “tính khả chuyển”, nghĩa là các ứng dụng này có thể cài đặt trên nhiều hệ máy tính và hệ điều hành khác nhau. Để đạt được điều này Java đã xây dựng “máy ảo Java” theo các hệ máy và hệ điều hành khác nhau, và các ứng dụng của java sẽ chạy trên một môi trường chung là máy ảo Java này.

40. Nguyên tắc sử dụng vật liệu tổng hợp

Nội dung:

- Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng các vật liệu hợp

thành (composite). Hay nói chung, sử dụng các loại vật liệu mới.

Nhận xét:

- Hướng nghiên cứu, chế tạo các loại vật liệu mới, có những tính chất độc đáo, thoả mãn các nhu cầu phát triển luôn mang tính thời đại. Các vật liệu hợp thành, do tạo được tính hệ thống, càng ngày càng được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống.

- Nguyên tắc này hay dùng với các nguyên tắc: 1_Nguyên tắc phân nhỏ, 3_Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5_Nguyên tắc kết hợp, 6_Nguyên tắc vạn năng, 10_Nguyên tắc thực hiện sơ bộ, 25_ Nguyên tắc tự phục vụ, 27_Nguyên tắc "rẻ" thay cho "đắt", 31_Sử dụng vật liệu nhiểu lỗ....

Ứng dụng trong tin học:

- Các thiết bị máy tính thường là vật liệu tổng hợp, tùy theo chức năng làm việc của thiết bị, mà sử dụng loại vật liệu thích hợp.

- Thay đèn bán dẫn bằng các transitor hay vi mạch trong công nghệ điện tử nói chung hay máy tính nói riêng.

- Màn hình CRT được thay bằng màn hình LCD

B. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC.

Bài toán

Các thực thể và phép toán trong thế giới thực

pháp giảI quyết vấn đề của thế giới thực

Các thực thể của thế giớI hiện tại

Người lập trình biểu diễn lạI

Giải đáp kết quả

Các đối tượng và phép toán trong ngôn ngữ lập trình

Chương trình trên máy tính

Kết xuất ở máy

tính

Phương

I. Phương pháp trực tiếp:

- Đặc điểm của cách giải quyết vấn đề này là đều xác định được trực tiếp lời giải thông qua một thủ thục tính toán (công thức, hệ thức, định luật…) hoặc qua các bước căn bản để có được lời giải. Đối với phương pháp này, việc giải quyết vấn đề trên máy tính chỉ là thao tác lập trình hay chỉ là sự chuyển đổi từ ngôn ngữ bên ngoài sang ngôn ngữ sử dụng trong máy tính. Tìm hiểu phương pháp này chính là tìm hiểu phương pháp lập trình trên máy tính.

Để thực hiện tốt phương pháp trực tiếp ta nên áp dụng các nguyên lý sau:

Nguyên lý 1: Chuyển đổi dữ liệu của bài toán thành dữ liệu của chương trình, có nghĩa là “Dữ liệu của bài toán sẽ đựoc biểu diển dưới dạng các biến của chương trình thông qua các quy tắc xác định của ngôn ngữ lập trình cụ thể”.

Một số quy tắc cần tuân thủ như sau :

- Ý nghĩa của biến chỉ được hiểu bởi con người.

- Mọi biến trong chương trình cần được khai báo trước khi sử dụng.

- Tên biến cần gợi nhớ và thống nhất như: Tên biến phải liên quan đến ý nghĩa, tên biến phải có tiền tố cho biết kiểu biến, viết hoa mỗi chữ cái đầu, viết tắt tên biến, đừng đặt tên biến quá dài

Nguyên lý 2: Chuyển đổi quá trình tính toán của bài toán thành các cấu trúc của chương trình, có nghĩa là “mọi quá trình tính toán đều có thể mô tả và thực hiện dựa trên ba cấu trúc cơ bản : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh và cấu trúc lặp”.

Dùng biến trung gian cho hợp lý, đừng quá lạm dụng biến trung gian.

Nguyên lý 3: Biểu diễn các tính toán chính xác, nghĩa là “Chương trình tính toán theo các biểu thức chính xác không đồng nhất với quá trình tính toán chính xác về mặt hình thức”.

Một số quy tắc:

- So sánh bằng nên dùng |a-b|<

- Quá trình tối ưu tính toán biểu thức của ngôn ngữ có thể làm ảnh hưởng đến kết quả tính toán.

Nguyên lý 4: Biểu diễn các tính toán gần đúng bằng phương pháp lặp, có nghĩa là: ”Mọi quá trình tính toán gần đúng đều dựa trên cấu trúc lặp với tham số xác định”.

Một số quy tắc:

- Biểu thức lặp chưa chắc là công thức lặp tối ưu trong máy tính.

- Thay thế các cấu trúc lặp xác định không tường minh bằng cấu trúc lập không xác định. Đừng thay đổi biến đếm trong vòng lặp xác định.

- Tránh dùng các điều kiện rẽ nhánh không điều kiện (Goto) một

cách không cần thiết.

- Đừng tính lại các hằng số trong một vòng lặp.

Nguyên lý 5: Phân chia bài toán thành các bài toán nhỏ hơn, có nghĩa là: ”Mọi vấn đề bài toán đều có thể giải quyết bằng cách phân chia thành những bài toán nhỏ hơn”.

Một số quy tắc:

- Dùng chương trình con: Hàm, thủ tục để chia nhỏ chương trình.

Nguyên lý 6: Biểu diễn các bài toán không tường minh bằng phương pháp đệ quy, có nghĩa là: “Quá trình đệ quy trong máy tính không đơn giản như các biểu thức quy nạp của toán học”.

Một số quy tắc:

- Khử đệ quy: Chuyển tham số đệ quy thành biến đếm của vòng lặp.

- Khử đệ quy: Chỉ đưa vào stack những tham số có ý nghĩa trong

quá trình đệ quy.

II. Phương pháp gián tiếp :

Phương pháp này được áp dụng khi chưa tìm ra lời giải chính xác của vấn đề. Đây cũng chính là cách tiếp cận chủ yếu của loài người từ xưa đến nay. Điểm khác biệt là chúng ta đưa ra những giải pháp đặc trưng của máy tính. Tất nhiên một lời giải trực tiếp bao giờ cũng tốt hơn.

1. Phương pháp thử - sai

Khi xây dựng bài toán theo phương pháp thử - sai, người ta thường dựa vào 3 nguyên lý chính sau:

Nguyên lý vét cạn: Đây là nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tất cả trường hợp có thể xảy ra.

Nguyên lý ngẫu nhiên: Dựa vào việc thử một trường hợp được lấy ra ngẫu nhiên. Khả năng tìm ra lời giải đúng phụ thuộc rất nhiều vào sự lựa chọn này.

Nguyên lý mê cung: Nguyên lý này được áp dụng khi ta không thể biết chính xác được “hình dạng của lời giải” mà phải xây dựng lời giải từng bước một giống như tìm đường trong mê cung.

Ngoài ra để thực hiện tốt phương thử - sai ta nên áp dụng các

nguyên tắc sau :

Nguyên lý vét cạn toàn bộ: Muốn tìm được cây kim trong đống rơm, hãy lần lượt rút từng cọng rơm cho đến khi rút được cây kim.

Nguyên lý mắt lưới: Lưới bắt cá chỉ có thể bắt được những con cá to hơn mắt lưới.

Nguyên lý giảm độ phức tạp của thử và sai: Thu hẹp trường hợp trước và trong khi duyệt, đồng thời đơn giản hoá tối đa điều kiện chấp nhận một trường hợp.

Nguyên lý thu gọn không gian tìm kiếm: Lọai bỏ trường hợp hay nhóm các trường hợp chắc chắn không dẫn tới lời giải.

Nguyên lý đánh giá nhánh cận: Nhánh có chứa quả phải nặng hơn trọng lượng của quả.

2. Phương pháp Heuristic

Phương thức thử - sai khi giải quyết vấn đề thường dùng số lượng phép thử rất lớn, thời gian có được kết quả thường khá lâu, đôi khi không thể chấp nhận được. Phương pháp Heuristic đơn giản và gần gủi với suy nghĩ của con người. Cho ra được những lời giải đúng trong đa số các trường hợp áp dụng. Các thuật giải heuristic được xây dựng trên một số nguyên lý rất đơn giản như “vét cạn thông minh”, “tối ưu cục bộ”, “hướng đích”,”sắp thứ tự”… Đây là một số thuật giải khá thú vị và có nhiều ứng dụng trong thực tiễn.

Để thực hiện tốt phương pháp Heuristic, chúng ta nên áp dụng các

nguyên lý sau :

Nguyên lý leo núi: Muốn leo lên đỉnh thì bước sau phải “cao hơn” bước trước.

Nguyên lý chung: Chọn hướng đi triển vọng nhất trong số những hướng đi đã biết.